(57)【要約】【課題】より発電効率が高い固体高分子型燃料電池用膜電極構造体を提供することを課題とする。【解決手段】膜電極構造体の主要要素である高分子電解質膜１１の上面に柱状突起２１を形成し、この柱状突起２１に触媒層１２を付す。図（ｂ）は比較例であり、触媒層は厚さが一様である。図（ａ）は実施例であり、触媒層１２は先端２１ｂが厚く、基部２１ａが薄くなっている。電子の流れを考慮して触媒層１２の厚さが調整されている。【効果】図（ｃ）に示すように、比較例に比べ実施例は、発電性能が高い。【選択図】図１５
2013030289.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高分子電解質膜と、この高分子電解質膜の両面に付される触媒層と、これらの触媒層の外面に被せられる拡散層とからなる固体高分子型燃料電池用膜電極構造体において、
前記高分子電解質膜の少なくとも一方の面に多数の突起が形成され、
前記触媒層は、前記突起に触媒を付してなり、この触媒は、前記突起の基部に比較して先端の触媒量が多くなるようにして付されていることを特徴とする固体高分子型燃料電池用膜電極構造体。
【請求項２】
前記触媒は層状の形態で前記突起に付され、前記突起の基部に比較して先端の層厚さが大きくなっていることを特徴とする請求項１記載の固体高分子型燃料電池用膜電極構造体。
【請求項３】
前記触媒は粒状の形態で前記突起に付され、前記突起の基部に比較して先端における突起の単位面積当たりの粒数が多くなっていることを特徴とする請求項１記載の固体高分子型燃料電池用膜電極構造体。
【請求項４】
前記触媒は粒状の形態で前記突起に付され、前記突起の基部における前記触媒の粒径に比較して先端における前記触媒の粒径が大きくなっていることを特徴とする請求項１記載の固体高分子型燃料電池用膜電極構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、固体高分子型燃料電池用膜電極構造体の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
火力発電所では、石油又は天然ガスを燃やし、得られた熱エネルギーでタービンを回し、このタービンで発電機を回すことで電気エネルギーを得る。
石油や天然ガス等の化石燃料の枯渇が心配される中、酸素と水素とを直接反応させて電気エネルギーを得る燃料電池が注目される。
【０００３】
燃料電池においても、単位体積又は単位重量当たりの発電量（以下、発電効率という）が大きい程よい。燃料電池の小型化やコストダウンが図れるからである。
発電効率を高めることができる技術が、各種提案されてきた（例えば、特許文献１（図３）参照。）。
【０００４】
特許文献１を次図に基づいて説明する。
図１７は従来の固体高分子型燃料電池用膜電極構造体の基本構成を説明する模式図であり、電解質膜１０１の上面にプラズマエッチング法により粗面が形成され、この粗面にスパッタリング法により金属１０２が堆積される。金属１０２が触媒に相当する。
【０００５】
金属１０２内を電子ｅ−が流れる。図から明らかなように金属１０２は、エッジ１０３が薄くなっており、このようなエッジ１０３では電子が集中し、電子の流れが滞る。結果、電子伝導抵抗が増加し、発電効率が低下するという不具合が発生する。
【０００６】
そこで、エッジ１０３を設けない触媒層が提案されている（例えば、特許文献２（図５）参照。）。
特許文献２を次図に基づいて説明する。
図１８は別の従来の固体高分子型燃料電池用膜電極構造体の基本構成を説明する模式図であり、電解質膜１１１の上面にプラズマエッチング法により凹凸を形成し、凹凸にスパッタエッチング処理により白金層１１２を形成し、凹部をカーボン粒子１１３で埋め、このカーボン粒子１１３の上面にカーボンクロス１１４を被せてなる。
【０００７】
白金層１１２が触媒層、カーボンクロス１１４がガス拡散層に相当する。カーボンクロス１１４がアノードであるから、このカーボンクロス１１４を通じてＨ２ガスが分散供給され、このＨ２が白金層１１２に接触して、Ｈ＋になり、電子ｅ−を放出する。
一方、同様の構造を有するカソードではアノード極の反応により生じ、電解質膜１１１を介して移動してきたＨ＋と、燃料ガスとして供給されるＯ２、アノード極反応により生じ、カーボンクロス１１４を介して移動してくるｅ−が反応して、Ｈ２Ｏを生成する。
ところで、カーボン粒子１１３の存在により、Ｈ２ガス、Ｏ２ガスが白金層１１２に接触し難くなり、特にカソード極では生成した水が排出し難くなる。結果、発電効率が低下する。
【０００８】
そこで、より発電効率が高い固体高分子型燃料電池用膜電極構造体が望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平５−２５８７５６号公報
【特許文献２】特開平８−１４８１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、より発電効率が高い固体高分子型燃料電池用膜電極構造体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
請求項１に係る発明は、高分子電解質膜と、この高分子電解質膜の両面に付される触媒層と、これらの触媒層の外面に被せられる拡散層とからなる固体高分子型燃料電池用膜電極構造体において、前記高分子電解質膜の少なくとも一方の面に多数の突起が形成され、前記触媒層は、前記突起に触媒を付してなり、この触媒は、前記突起の基部に比較して先端の触媒量が多くなるようにして付されていることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明では、触媒は層状の形態で突起に付され、突起の基部に比較して先端の層厚さが大きくなっていることを特徴とする。
【００１３】
請求項３に係る発明では、触媒は粒状の形態で突起に付され、突起の基部に比較して先端における突起の単位面積当たりの粒数が多くなっていることを特徴とする。
【００１４】
請求項４に係る発明では、触媒は粒状の形態で突起に付され、突起の基部における触媒の粒径に比較して先端における触媒の粒径が大きくなっていることを特徴とする
【発明の効果】
【００１５】
請求項１に係る発明では、高分子電解質膜の少なくとも一方の面に多数の突起が形成され、触媒層は、突起に触媒を付してなり、この触媒は、突起の基部に比較して先端の触媒量が多くなるようにして付されている。
カソード側では、拡散層からカソード側触媒層へ電子が供給され、この電子がカソード側触媒層を通る。この間にカソード側触媒層では電子を消費しながら水を生成する。
【００１６】
突起の先端での触媒層は拡散層に近いため電子の流量が大きくなる。このような先端は触媒量を多くして電子の流れを円滑にする。突起の基部での触媒層は電子の消費が進んでいるため、電子の流量が小さい。このような基部は触媒量を少なくしても電子の流れに支障はでない。基部の触媒量を少なくすることで、高価な触媒の使用量を低減することができる。
【００１７】
アノード側では、アノード側触媒層で電気化学反応により、電子が生成される。電子はアノード側触媒を通って、拡散層に向かう。この間にアノード側触媒では電子が流れに沿って増加する。
突起の基部では少量の電子を流すため、触媒量は少なくて良い。一方、突起の先端では多量の電子を流すため、触媒量を多くした。結果、電子の流れ確保と高価な触媒の使用量の低減とが図れる。
【００１８】
請求項２に係る発明では、触媒は層状の形態で突起に付され、突起の基部に比較して先端の層厚さが大きくなっている。
請求項１の効果に加えて、突起の先端での触媒層を厚くすると、突起の先端が太くなり、拡散層に対する受圧面積が増加する。受圧面積が増えた分だけ拡散層の押付力を増加することができる。押付力を大きくすることで、層と層とが密着性、いわゆる接触抵抗（電気抵抗）を減らすことができる。
【００１９】
請求項３に係る発明では、触媒は粒状の形態で突起に付され、突起の基部に比較して先端の粒数が多くなっている。
請求項１の効果に加えて、触媒を粒子状で存在させることにより、触媒単体重量当たりの表面積を拡大させることが可能となる。
また、カソード側触媒では、電気化学反応により電子を消費しつつ、水を生成する。触媒が粒であれば毛細管作用が期待でき、触媒を通って拡散層へ排水を促すことができる。
【００２０】
請求項４に係る発明では、触媒は粒状の形態で突起に付され、突起の基部における触媒の粒径に比較して先端における触媒の粒径が大きくなっている。
請求項１の効果に加えて、触媒を粒子状で存在させることにより、触媒単体重量当たりの表面積を拡大させることが可能となる。
突起先端の触媒層における電子の移動距離について、単位長さ当たりの粒数を低減することができる。結果として突起先端での電子の流れをよりスムーズ（円滑）なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】固体高分子型燃料電池用膜電極構造体の断面図である。
【図２】固体高分子型燃料電池用膜電極構造体の分解図である。
【図３】図２の３部拡大図である。
【図４】図２の４部拡大図である。
【図５】図４の平面図である。
【図６】図３の作用図である。
【図７】図３の変更例を示す図である。
【図８】図７の断面図である。
【図９】図８の変更例を示す図である。
【図１０】図３のさらなる変更例を示す図である。
【図１１】図７の変更例を示す図である。
【図１２】本発明に係る高分子電解膜の製造方法を説明する図である。
【図１３】別の製造方法を説明する図である。
【図１４】本発明に係る膜電極構造体（ＭＥＡ）の製造方法を説明する図である。
【図１５】実施例と比較例との比較実験を説明する図である。
【図１６】図６の変更例を説明する図である。
【図１７】従来の固体高分子型燃料電池用膜電極構造体の基本構成を説明する模式図である。
【図１８】別の従来の固体高分子型燃料電池用膜電極構造体の基本構成を説明する模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明の実施の形態を添付図に基づいて以下に説明する。なお、図面は符号の向きに見るものとする。
【実施例】
【００２３】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示されるように、固体高分子型燃料電池用膜電極構造体（以下、ＭＥＡという。）１０は、中央の高分子電解質膜１１と、この高分子電解質膜１１の一方の面（図では上面）に沿わせるカソード側触媒層１２と、このカソード側触媒層１２の外面（図では上面）に沿わせるカソード側マイクロポーラスレイヤー１３と、このカソード側マイクロポーラスレイヤー１３の外面に沿わせるカソード側拡散層１４と、高分子電解質膜１１の他方の面（図では下面）に沿わせるアノード側触媒層１６と、このアノード側触媒層１６の外面（図では下面）に沿わせるアノード側マイクロポーラスレイヤー１７と、このアノード側マイクロポーラスレイヤー１７の外面に沿わせるアノード側拡散層１８とからなる。
【００２４】
アノード側拡散層１８を通じてＨ２が供給され、このＨ２がアノード側触媒層１６に接触すると、アノード側触媒層１６で、反応が起こり、２Ｈ＋と２ｅ−が発生する。２Ｈ＋は高分子電解質膜１１を通ってカソード側触媒層１２に向かう。発生した２ｅ−はアノード側拡散層１８とカソード側拡散層１４とを結ぶハーネス１９を介して、カソード側拡散層１４へ向かう。
【００２５】
また、カソード側拡散層１４を通じてＯ２が供給され、このＯ２がカソード側触媒層１２に接触する。カソード側触媒層１２で、（１／２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ）の反応が起こり、Ｈ２Ｏはカソード側拡散層１４を通じて排出される。
【００２６】
ハーネス１９には、電子の流れと逆に電流が起こり、負荷２０の駆動に供される。
すなわち、カソード側が＋極、アノード側が−極となる。
【００２７】
図２はＭＥＡの分解図であり、図１と共通要素は、図１の符号を流用し詳細な説明は省略するが、高分子電解質膜１１の上面が粗面になっている。
図３に示すように、高分子電解質膜１１の上面に多数の柱状突起２１が形成される。そして、この柱状突起２１にカソード側触媒層１２が付されている。柱状突起２１の基部２１ａ付近でのカソード側触媒層１２の厚さｔ１は小さい。一方、柱状突起２１の先端２１ｂ付近でのカソード側触媒層１２の厚さｔ２は大きい（ｔ１＜ｔ２）。さらに柱状突起２１の先端面２１ｃにおけるカソード側触媒層１２の厚さｔ３は厚さｔ２と同じで差し支えないが、好ましくは大きくする（ｔ２≦ｔ３）。
【００２８】
厚さをｔ１からｔ２に変更することにより、カソード側触媒層１２における触媒量を部位毎に変更することができた。層の厚さを変更する他、後述するように、触媒の数を変更する又は触媒の粒径を変更することでも、触媒量を部位毎に変更することができる。
【００２９】
また、柱状突起２１の先端２１ｂでのカソード側触媒層１２の厚さｔ２を大きくすると、柱状突起２１の先端２１ｂが太くなり、拡散層に対する受圧面積が増加する。受圧面積が増えた分だけ拡散層の押付力を増加することができる。押付力を大きくすることで、層と層とが密着し、いわゆる接触抵抗（電気抵抗）を減らすことができる。
【００３０】
次に、柱状突起２１の好適寸法を説明する。
図４に示すように、厚さがＨの高分子電解質膜１１の上面に、外径がｄで、突起高さがｈの柱状突起２１が形成される。Ｈは５０μｍである。突起高さｈは０．３μｍ〜１０μｍ、外径ｄは３０ｎｍ（０．０３０μｍ）〜５００ｎｍ（０．５０μｍ）の範囲が推奨される。
【００３１】
図５に示すように、柱状突起２１と隣りの柱状突起２１とのピッチ（中心間隔）Ｐは、３０（０．０３０μｍ）〜１μｍの範囲が推奨される。
【００３２】
図３の作用を図６で説明する。
柱状突起２１に、厚さがｔ１〜ｔ３であるカソード側触媒層１２が付されている。このカソード側触媒層１２の上面にカソード側マイクロポーラスレイヤー１３が接触する。図１で説明したように、電子２ｅ−は、カソード側マイクロポーラスレイヤー１３を通って、カソード側触媒層１２の上面に供給される（図３、矢印（１））。そして、先端面２１ｃに沿っている厚さｔ３のカソード側触媒層１２に進入し、図で左右に分かれる（矢印（２））。
【００３３】
電子２ｅ−は矢印（２）のように流れるが、厚さｔ３が十分に大きいため、流れは円滑になり、大きな流速が得られる。この間に、カソード側触媒層１２で、（１／２Ｏ２＋２Ｈ＋＋２ｅ−→Ｈ２Ｏ）の反応が起こり、２ｅ−が消費され、電子の流量が徐々に小さくなる。
【００３４】
電子２ｅ−は９０°曲がって、先端２１ｂに沿う厚さｔ２のカソード側触媒層１２を進む（矢印（３））。厚さｔ２も大きいため、流れは円滑になり、十分な流速が得られる。この間に、２ｅ−がさらに消費され、電子の流量がさらに小さくなる。
電子２ｅ−は基部２１ａに沿う厚さｔ１のカソード側触媒層１２を進む（矢印（４））。
厚さｔ１は小さいが、電子の流量も少ないため必要な流速は確保される。
【００３５】
流れに沿って電子が消費されるため、電子の流れに沿って、カソード側触媒層１２の厚さを小さくすることで、カソード側触媒層１２内での電子の流速をほぼ一定に保つことができ、電子の円滑な流れが確保できる。
【００３６】
図３の変更例を図７で説明する。
図７に示すように、柱状突起２１に、粒状の触媒２２を付しても良い。
この場合、図８に示すように、柱状突起２１の基部２１ａに比較して先端２１ｂでは触媒２２の粒数が多くする。これで、図６で説明したのと同様の作用が得られる。
【００３７】
図１で説明したように、カソード側触媒層１２は、電気化学反応を促し、水（Ｈ２Ｏ）が生成される。粒状の触媒２２の外周に水の膜ができる。触媒２２と隣りの触媒２２との間に微細な隙間があり、この隙間が毛細管現象を引き起こし、水は触媒２２を通ってカソード側マイクロポーラスレイヤー１３へ供給される。
すなわち、この例によれば、排水性を促すことができる。
それに加え、触媒単位体積当たりの表面積を拡大させることが可能となり、さらなる触媒使用量の削減が期待できる。
【００３８】
又は、図９に示すように、柱状突起２１の基部２１ａに比較して先端２１ｂでは触媒２２の粒径を大きくする。これで、図６で説明したのと同様の作用に加え、触媒単位体積当たりの表面積を拡大させることが可能となり、さらなる触媒使用量の削減が期待できる。
【００３９】
次にさらなる変更例を説明する。
図１０は図３の変更例を示し、柱状突起２１は基部２１ａより先端２１ｂが小径になっている。すなわち、柱状突起２１は砲弾形状又は円錐形状を呈する。このような柱状突起２１に、基部２１ａより先端２１ｂの方が厚くなるようにカソード側触媒層１２を付す。
【００４０】
図１１は図７の変更例を示し、砲弾形状又は円錐形状の柱状突起２１に、基部２１ａより先端２１ｂの方が触媒２２の数を増す、又は触媒２２の粒径を大きくするようにして、触媒２２を付す。
【００４１】
すなわち、柱状突起２１は、円柱形状、砲弾形状、円錐形状、その他、円錐台形状、角錐形状、角錐台形状、半球形状の何れでも良い。
【００４２】
次に、ＭＥＡの製造方法の一例を説明する。
図１２（ａ）に示すように、高分子電解質膜用の素材２４を準備する。素材２４は、厚さＨが５０μｍの平板であり、ナフィオン１１７（デュポン社の登録商標）フィルムが好適である。
【００４３】
（ｂ）に示すように、ナノインプリンタ装置２５を準備する。ナノインプリンタ装置２５はヒータ付き固定盤２６と、この固定盤２６に対して移動するヒータ付き可動盤２７と、この可動盤２７の下面に取付けられるナノパターンモールド２８とからなる。ナノパターンモールド２８には、図５のパターンに対応するパターンが設けられる珪素（又はシリカ）製型である。ナノパターンモールド２８には、フッ素がコーティングされており、離型性が保たれる。
【００４４】
固定盤２６に素材２４を載せ、１６０℃、５０ｋｇ／ｃｍ２の条件で可動盤２７を下げ、３分間加熱加圧する。すると、ナノパターンモールド２８のパターンが素材２４の上面に転写成形される。その後、成形品を６０℃まで冷却し、型開きを行い、（ｃ）に示す高分子電解膜１１を得た。
【００４５】
なお、ナノインプリント法の代わりに、ドライエッチング法を用いても良い。
または、図１３（ａ）に示すように、パターン転写基材３１を準備し、（ｂ）に示すように、パターン転写基材３１へキャスティングノズル３２からアイオノマー溶液３３を流し込む（鋳込む）。
そして、（ｃ）に示すようにアイオノマー溶液３３を固め、その後、（ｄ）に示すように、パターン転写基材３１から離型させることで高分子電解膜１１が得られる。
【００４６】
次に、図１４（ａ）に示すように、高分子電解膜１１の上面に、ＲＦ（ｒａｄｉｏ  ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）マグネトロンスパッタ装置にて、触媒層１２を成膜する。処理は、真空度１×１０−１Ｐａ、出力１ｋＷの条件下で１分間スパッタリングすることが推奨される。結果、（ｂ）に示すように、厚さｔ１が８ｎｍで、厚さｔ２及びｔ３が１５ｎｍの触媒層１２が柱状突起２１に付された。
【００４７】
マグネトロンスパッタ装置にて、高分子電解膜１１の設置向きを斜めにすると、突起で遮られる基部は膜厚が薄くなり、突起で遮られない先端は膜厚が厚くなる。傾斜角度を調節することで、先端と基部の厚さの差を調整することができる。
【００４８】
また、マグネトロンスパッタ装置にて、高分子電解膜１１の設置向きを斜めにすると、突起で遮られる基部は粒子の数が少なくなり、突起で遮られない先端は粒子の数が多くなる。傾斜角度を調節することで、先端と基部の粒子の数の差を調整することができる。
【００４９】
また、マグネトロンスパッタ装置にて、小径の触媒粒子を突起に均等に付す。
次に、高分子電解膜１１の設置向きを斜めにして、大径の触媒粒子を突起に付す。この際、大径の粒子は先端に集中する。以上により、先端と基部の粒径の差を調整することができる。
【００５０】
なお、マグネットスパッタリング法は、イオンビーム蒸着法、めっき法、塗布法であってもよい。
【００５１】
並行して、（ｃ）に示すように、カソード側拡散層１４にカソード側マイクロポーラスレイヤー１３を塗布したものを準備する。カソード側拡散層１４は、カーボンペーパ、カーボンクロス、カーボンフェルト、多孔質導電板等が採用可能である。
【００５２】
さらに並行して、（ｄ）に示すように、アノード側拡散層１８にアノード側マイクロポーラスレイヤー１７を塗布し、アノード側マイクロポーラスレイヤー１７に白金からなるアノード側触媒層１６を成膜したものを準備する。アノード側拡散層１８も、カーボンペーパ、カーボンクロス、カーボンフェルト、多孔質導電板等が採用可能である。
【００５３】
以上に準備したものを、図２のように並べ、重ねる。得られた積層物をホットプレス装置に入れて、加熱加圧することで、図１に示すＭＥＡ１０を得る。なお、ホットプレスの代わりに、層間に接着剤を塗布して接合一体化することや、樹脂射出成形で接合することは差し支えない。
【００５４】
（実験例）
本発明に係る実験例を以下に述べる。なお、本発明は実験例に限定されるものではない。
【００５５】
表１に示すような突起を有する高分子電解質膜を作製し、得られたＭＥＡによる発電性能を確認する。
【００５６】
【表１】
2013030289.tif 000003
【００５７】
すなわち、実施例では図１５（ａ）の形態の突起を採用した。すなわち、ｄは１００ｎｍ（０．１μｍ）、ｈは１μｍである。そして、ｔ１は８ｎｍ、ｔ２は１５ｎｍとした。
【００５８】
また、比較例では、触媒層の厚さが均一な図１５（ｂ）の形態の突起を採用した。すなわち、ｄは１００ｎｍ（０．１μｍ）、ｈは１μｍである。そして、ｔ４＝ｔ５＝ｔ６＝１０ｎｍとした。
【００５９】
以上の突起を有する高分子電解質膜を中心にして、図１に示すＭＥＡを作製し、電流密度とセル電圧を調べた。
【００６０】
図１５（ｃ）に示すように、同一の電流密度に対して、セル電圧は実施例が比較例より常に大きかった。発電電力は電流と電圧の積になるため、実施例の発電性能（発電効率）が、比較例より大きいことが確認できた。
【００６１】
その理由は次のように考えられる。
図１５（ｂ）では、カソード側触媒層の厚さは一様である。
図６で説明したように、カソード側触媒層では、図６の厚さｔ２の部分に大きな量の電子が流入する。
【００６２】
これを図１５（ｂ）に適用すると、図１５（ｂ）の厚さｔ５は小さい（図１５（ｂ）のｔ５＜図１５（ａ）のｔ２）ため、ここに大きな量の電子が流入すると電子の流れが滞る。すなわち、電子伝導抵抗が増加し、発電効率が低下する。
【００６３】
一方、図１５（ｂ）の厚さｔ４の部分には少量の電子が流れるため、結果的に図１５（ｂ）の厚さｔ４が過大になり、高価な触媒が無駄に使用されたことになる。この点、図１５（ａ）に示す触媒層１２はｔ１を薄く設定したので、触媒を有効活用することができる。
【００６４】
以上、カソード側触媒層１２について説明してきたが、本発明の構造は、アノード側触媒層１６に適用することもできる。
図１６に示すように、高分子電解質膜１１の下面に柱状突起２１を形成する。この柱状突起２１に厚さがｔ１〜ｔ３のアノード側触媒層１６を付す。基部２１ａ側を薄くする。
【００６５】
図１で説明したように、アノード側触媒層１６では、Ｈ２→２Ｈ＋＋２ｅ−の反応が進行し、電子２ｅ−が発生する。図１６において、電子２ｅ−はアノード側マイクロポーラスレイヤー１７に向かう。
すなわち、矢印（５）、矢印（６）、矢印（７）の順でアノード側触媒層１６内を電子２ｅ−が流れるが、その間に電子２ｅ−が追加され、増量する。ｔ１＜ｔ２＜ｔ３であるため電子２ｅ−の流れは円滑になり、結果、多量の電子２ｅ−が矢印（８）のようにアノード側マイクロポーラスレイヤー１７に集められる。
【００６６】
したがって、本発明はカソード側触媒層１２とアノード側触媒層１６の何れにも適用可能である。さらには、カソード側触媒層１２とアノード側触媒層１６の両方に適用することはなお好ましい。
したがって、多数の突起を、高分子電解質膜の一方の面若しくは他方の面、又は両面に形成し、突起に厚さが一様でない触媒層を付すことで、発電効率を高めることができる。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明は、固体高分子型燃料電池に内蔵する膜電極構造体に好適である。
【符号の説明】
【００６８】
１０…固体高分子型燃料電池用膜電極構造体（ＭＥＡ）、１１…高分子電解質膜、１２…触媒層（カソード側触媒層）、１４…拡散層（カソード側拡散層）、１６…触媒層（アノード側触媒層）、１８…拡散層（アノード側拡散層）、２１…突起（柱状突起）、２１ａ…突起の基部、２１ｂ…突起の先端、２１ｃ…突起の先端面、２２…粒状の触媒、ｔ１…基部の厚さ、ｔ２…先端の厚さ。
【図１】
2013030289.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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